/*
# File    :   floyd.c
# Author  :   SCHIPS
# Mail    :   schips@dingtalk.com
# Ref     :   http://blog.chinaunix.net/uid-26548237-id-3834873.html
# Date    :   Tue, May 21, 2019 10:18:16 PM
*/

#include<stdio.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXEDGE 20
#define MAXVEX 20
#define INFINITY 65535

typedef int Status;    /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */

typedef struct
{
    int vexs[MAXVEX];
    int arc[MAXVEX][MAXVEX];
    int numVertexes, numEdges;
}MGraph;

typedef int Patharc[MAXVEX][MAXVEX];
typedef int ShortPathTable[MAXVEX][MAXVEX];

/* 构件图 */
void CreateMGraph(MGraph *G)
{
    int i, j;

    /* printf("请输入边数和顶点数:"); */
    G->numEdges=16;
    G->numVertexes=9;

    for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化图 */
    {
        G->vexs[i]=i;
    }

    for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化图 */
    {
        for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++)
        {
            if (i==j)
                G->arc[i][j]=0;
            else
                G->arc[i][j] = G->arc[j][i] = INFINITY;
        }
    }

    G->arc[0][1]=1;
    G->arc[0][2]=5;
    G->arc[1][2]=3;
    G->arc[1][3]=7;
    G->arc[1][4]=5;

    G->arc[2][4]=1;
    G->arc[2][5]=7;
    G->arc[3][4]=2;
    G->arc[3][6]=3;
    G->arc[4][5]=3;

    G->arc[4][6]=6;
    G->arc[4][7]=9;
    G->arc[5][7]=5;
    G->arc[6][7]=2;
    G->arc[6][8]=7;

    G->arc[7][8]=4;


    for(i = 0; i < G->numVertexes; i++)
    {
        for(j = i; j < G->numVertexes; j++)
        {
            G->arc[j][i] =G->arc[i][j];
        }
    }

}

/* Floyd算法，求网图G中各顶点v到其余顶点w的最短路径P[v][w]及带权长度D[v][w]。 */
void ShortestPath_Floyd(MGraph G, Patharc *P, ShortPathTable *D)
{
    int v,w,k;
    for(v=0; v<G.numVertexes; ++v) /* 初始化D与P */
    {
        for(w=0; w<G.numVertexes; ++w)
        {
            (*D)[v][w]=G.arc[v][w];    /* D[v][w]值即为对应点间的权值 */
            (*P)[v][w]=w;                /* 初始化P */
        }
    }
    for(k=0; k<G.numVertexes; ++k)
    {
        for(v=0; v<G.numVertexes; ++v)
        {
            for(w=0; w<G.numVertexes; ++w)
            {
                if ((*D)[v][w]>(*D)[v][k]+(*D)[k][w])
                {/* 如果经过下标为k顶点路径比原两点间路径更短 */
                    (*D)[v][w]=(*D)[v][k]+(*D)[k][w];/* 将当前两点间权值设为更小的一个 */
                    (*P)[v][w]=(*P)[v][k];/* 路径设置为经过下标为k的顶点 */
                }
            }
        }
    }
}

int main(void)
{
    int v,w,k;
    MGraph G;

    Patharc P;
    ShortPathTable D; /* 求某点到其余各点的最短路径 */

    CreateMGraph(&G);

    ShortestPath_Floyd(G,&P,&D);

    printf("各顶点间最短路径如下:\n");
    for(v=0; v<G.numVertexes; ++v)
    {
        for(w=v+1; w<G.numVertexes; w++)
        {
            printf("v%d-v%d weight: %d ",v,w,D[v][w]);
            k=P[v][w];                /* 获得第一个路径顶点下标 */
            printf(" path: %d",v);    /* 打印源点 */
            while(k!=w)                /* 如果路径顶点下标不是终点 */
            {
                printf(" -> %d",k);    /* 打印路径顶点 */
                k=P[k][w];            /* 获得下一个路径顶点下标 */
            }
            printf(" -> %d\n",w);    /* 打印终点 */
        }
        printf("\n");
    }

    printf("最短路径D\n");
    for(v=0; v<G.numVertexes; ++v)
    {
        for(w=0; w<G.numVertexes; ++w)
        {
            printf("%d\t",D[v][w]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("最短路径P\n");
    for(v=0; v<G.numVertexes; ++v)
    {
        for(w=0; w<G.numVertexes; ++w)
        {
            printf("%d ",P[v][w]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}


